水土流失区生态修复后植被健康的遥感判别

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水土流失的遥感监测技术应用

水土流失的遥感监测技术应用

水土流失的遥感监测技术应用水土流失的遥感监测技术应用水土流失是指土地上的水分和土壤被侵蚀或流失的现象。

由于水土流失对农业生产、环境保护和可持续发展产生严重影响,因此监测水土流失的技术应用至关重要。

遥感监测技术以其高时空分辨率和全球覆盖的特点,成为水土流失监测的重要工具。

下面将逐步介绍遥感监测技术在水土流失监测中的应用。

第一步:数据获取遥感监测技术依赖于获取遥感影像数据。

卫星遥感和航空遥感是两种常用的数据获取方式。

卫星遥感通过在太空中搭载遥感传感器,获取地表的光谱、辐射和热力等信息。

航空遥感则是通过在飞机或无人机上搭载遥感设备来获取影像数据。

在选择数据获取方式时,需要考虑到空间分辨率和时间分辨率的要求。

第二步:数据预处理获取到的遥感影像数据通常需要进行预处理,以提高数据质量和准确性。

预处理包括大气校正、几何校正和辐射校正等步骤。

大气校正可以去除大气影响,使得地表反射率更准确。

几何校正可以纠正影像中的畸变,使得影像与实际地物位置对应。

辐射校正可以调整影像的亮度和对比度,以更好地显示地表特征。

第三步:特征提取在水土流失监测中,需要提取出与水土流失相关的特征。

常用的特征包括土地利用/覆盖类型、土壤侵蚀程度和植被覆盖率等。

特征提取可以通过图像分类、指数计算和变化检测等方法实现。

图像分类将影像像素划分为不同的类别,以获取土地利用/覆盖信息。

指数计算可以通过计算不同波段的比值或差值,提取出植被指数和土壤侵蚀指数等。

变化检测则可以比较不同时间的影像,提取出土地利用/覆盖的变化情况。

第四步:模型建立和分析通过对提取的特征进行分析,可以建立水土流失监测模型。

模型可以基于机器学习算法或统计分析方法。

机器学习算法可以通过训练样本和特征数据,自动学习和预测水土流失情况。

统计分析方法则可以通过建立统计模型,分析特征与水土流失之间的关系。

模型建立完成后,可以对新的遥感影像数据进行预测和分析,以监测水土流失的情况。

第五步:结果验证和评估为了验证和评估监测结果的准确性,需要进行结果验证和评估。

使用遥感技术进行植被覆盖度与生态环境评价的步骤与技巧

使用遥感技术进行植被覆盖度与生态环境评价的步骤与技巧

使用遥感技术进行植被覆盖度与生态环境评价的步骤与技巧遥感技术作为一种重要的科学工具,在环境科学、生态学和地理学等领域发挥了巨大的作用。

其中,使用遥感技术进行植被覆盖度与生态环境评价是一个重要的研究方向。

本文将介绍这一方向的步骤与技巧,以帮助读者更好地了解和应用这一技术。

首先,进行植被覆盖度与生态环境评价的第一步是获取高质量的遥感影像数据。

遥感影像数据可以从卫星、飞机或无人机等载体获得。

对于植被覆盖度评价,常用的数据类型有多光谱影像和高光谱影像。

多光谱影像可以提供植被的光谱信息,而高光谱影像可以提供更为详细的光谱信息,可以更准确地反映不同植被类型的分布。

第二步是预处理遥感影像数据。

这一步骤是为了去除数据中的噪声和干扰,并使数据更加符合分析需求。

常见的预处理方法包括大气校正、辐射校正和几何校正等。

大气校正可以去除大气介质对遥感数据的干扰,辐射校正可以将原始的遥感数据转换为辐射值,几何校正可以消除由于平台姿态和地形变化造成的影像畸变。

第三步是进行植被覆盖度评价。

植被覆盖度是指在特定地点或区域上覆盖植被的比例。

评价植被覆盖度的常用指标有归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)等。

其中,NDVI是通过计算红光和近红外波段反射率的差异来评估植被覆盖度的指标,数值范围为-1到+1,数值越高表示植被覆盖度越高。

LAI是通过反射和透射特性来估算植被叶面积的指标,可以反映植被的生长状况和生产力。

第四步是进行生态环境评价。

植被覆盖度与生态环境密切相关,可以通过植被覆盖度评价来分析生态环境的状况。

首先,可以根据植被覆盖度指标来划分不同的生态地带。

例如,根据植被覆盖度的不同,可以将土地分为荒漠、草原、森林等不同的生态类型。

此外,还可以通过生态系统服务功能评估来评价生态环境。

生态系统服务功能评估是指通过分析植被覆盖度对土壤保持、水源涵养、气候调节等方面的影响来评估生态系统的服务功能。

植被恢复对水土保持的影响

植被恢复对水土保持的影响

植被恢复对水土保持的影响在我们生活的地球上,水土保持是一项至关重要的任务。

它不仅关系到生态环境的平衡与稳定,也直接影响着人类的生存和发展。

而植被恢复,作为一种有效的生态修复手段,对水土保持发挥着不可忽视的重要作用。

首先,植被恢复能够显著减少水土流失。

当一片土地上植被稀少或缺失时,雨水直接冲刷地表,土壤颗粒很容易被带走,导致土壤侵蚀加剧。

而茂密的植被就像是大地的一层“保护衣”。

植物的根系能够紧紧抓住土壤,增加土壤的凝聚力和稳定性。

比如树木的根系往往深入地下,形成一个庞大的网络,将土壤牢牢固定,使其不易被水流冲走。

同时,植被的茎叶也能够减缓雨水下落的速度,让雨水有更多的时间渗入地下,减少地表径流,从而降低了水流对土壤的冲刷力。

其次,植被恢复有助于提高土壤的肥力和保水能力。

植被在生长过程中,通过落叶、枯枝等形式将有机物质返还到土壤中。

这些有机物质经过分解,能够增加土壤中的养分含量,改善土壤结构,使其更加疏松、透气,有利于水分的储存和渗透。

而且,植被还能够降低土壤表面的温度,减少水分的蒸发,使得土壤能够保持更多的水分,为植物生长和微生物活动提供良好的条件。

再者,植被恢复能够调节局部气候。

大面积的植被可以增加空气湿度,降低气温的日较差和年较差。

在炎热的夏季,植被通过蒸腾作用将水分释放到空气中,增加空气湿度,使周围环境更加凉爽湿润。

这不仅有利于减少水分的散失,也有助于缓解干旱对土壤和植被的不利影响。

同时,湿润的气候也能够促进植被的生长,形成一个良性循环。

另外,植被恢复对于防止泥石流等自然灾害也具有重要意义。

在山区等地形复杂的地区,植被的破坏往往容易引发泥石流等灾害。

而恢复植被可以增加山坡的稳定性,减少松散物质的积累,降低泥石流发生的风险。

即使在灾害发生时,植被也能够起到一定的阻挡和缓冲作用,减轻灾害的损失。

然而,要实现有效的植被恢复并非一蹴而就,它需要综合考虑多个因素。

选择合适的植被种类是关键的一步。

不同的地区具有不同的气候、土壤和地形条件,因此需要选择适应本地环境的植物品种。

加强新时代水土保持工作实施方案

加强新时代水土保持工作实施方案

加强新时代水土保持工作实施方案为贯彻落实《印发〈关于加强新时代水土保持工作的意见〉的通知》,全面统筹推进新时代水土保持工作,结合实际,制定如下实施方案。

一、总体要求全面贯彻生态文明思想,完整、准确、全面贯彻新发展理念,加快服务和融入新发展格局,牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,深刻认识水土保持是江河保护治理的根本措施,是生态文明建设的必然要求,以推动高质量发展为主题,站在人与自然和谐共生的高度谋划水土保持工作,坚持生态优先、保护为要,坚持问题导向、保障民生,坚持系统治理、综合施策,坚持改革创新、激发活力,加快构建政府负责、部门协同、全社会共同参与的水土保持工作格局,持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战,全面提升水土保持功能和生态产品供给能力,筑牢生态安全屏障。

二、总体目标到2025年,水土保持体制机制更加健全,工作体系更加完善,监管效能进一步提升,重点区域水土流失得到有效治理,新增人为水土流失得到有效遏制,水土流失状况得到有效改善,水土保持率达到86%o到2035年,系统完备、协同高效的水土保持体制机制全面形成,重点地区水土流失得到全面治理,人为水土流失得到全面控制,生态系统水土保持功能显著增强,水土保持率达到90%o三、加强水土流失预防保护工作(-)实行水土保持空间管控。

落实水土保持空间管控制度。

科学划定划定水土流失重点预防区、重点治理区和水土流失严重、生态脆弱区域,实行差别化预防保护治理措施。

将水土保持生态功能重要区域和水土流失敏感脆弱区域,适时纳入生态保护红线,严格禁止开发性、生产性建设活动,在符合现行法规前提下,除重大战略项目外,仅允许对生态功能不造成破坏的有限人为活动,严格水土保持监督。

(二)抓好人为水土流失源头管控。

加强对崩塌、滑坡危险区和泥石流易发区的监管,禁止在以上区域从事取土、挖砂、采石等可能造成水土流失的活动。

在公路雨雪天气应急处置工作中大力提倡使用环保型融雪剂,精准撒布、严格控量;积极推进融雪新技术、新材料应用。

生态修复技术的实践与探索

生态修复技术的实践与探索

生态修复技术的实践与探索在当今社会,随着人类活动的不断扩张和对自然资源的过度开发,生态环境面临着前所未有的挑战。

生态系统的破坏、生物多样性的减少、水土流失、土壤污染等问题日益严重,给人类的生存和发展带来了巨大的威胁。

为了实现可持续发展,保护我们赖以生存的地球家园,生态修复技术应运而生。

生态修复技术是指通过一系列的方法和手段,对受损的生态系统进行修复和重建,使其恢复到原有的生态功能和结构,或者达到一种更稳定、更健康的状态。

生态修复技术涵盖了多个领域,包括生态学、土壤学、水文学、植物学、微生物学等,是一门综合性的学科。

生态修复技术的实践应用广泛。

在水土流失治理方面,通过植树造林、种草护坡、修建梯田等措施,可以有效地减少土壤侵蚀,保持土壤肥力。

例如,在我国黄土高原地区,经过多年的生态修复工程,植被覆盖率显著提高,水土流失得到了有效控制,黄河的泥沙含量也明显降低。

在湿地生态修复方面,通过恢复湿地的水文条件、重建湿地植被、改善水质等手段,可以恢复湿地的生态功能。

比如,一些城市通过对城市周边湿地的修复,不仅改善了当地的生态环境,还为市民提供了休闲娱乐的好去处。

在矿山生态修复方面,由于采矿活动对土地和生态系统造成了极大的破坏,需要采取土地复垦、植被恢复、土壤改良等措施进行修复。

例如,对废弃矿山进行复绿,种植适合当地生长的植物,同时引入微生物改善土壤结构,使矿山逐渐恢复生机。

在河流生态修复方面,主要包括恢复河流的自然形态、改善水质、修复河岸生态等。

比如,拆除不合理的水利设施,恢复河流的弯曲度和流速,种植水生植物,为鱼类等水生生物提供栖息和繁殖的场所。

生态修复技术的探索也在不断深入。

生物技术在生态修复中的应用越来越受到关注。

例如,利用基因工程技术培育出具有更强抗逆性和适应性的植物品种,用于生态修复;利用微生物的分解和转化作用,去除土壤和水体中的污染物。

生态材料的研发也是生态修复技术探索的一个重要方向。

例如,研发具有保水、保肥、透气等功能的新型土壤改良材料,用于提高生态修复的效果。

如何利用遥感技术进行植被水分测绘与监测

如何利用遥感技术进行植被水分测绘与监测

如何利用遥感技术进行植被水分测绘与监测遥感技术是一种通过对地球表面进行卫星或飞机的高空观测,利用传感器获取遥感图像并对其进行处理与分析的方法。

它可以应用于多个领域,其中包括植被水分测绘与监测。

本文将介绍如何利用遥感技术来进行植被水分测绘与监测。

第一部分:植被水分测绘植被水分测绘是一项重要的任务,它可以帮助我们了解植物的生长状况、监测土壤的湿度以及预测水资源的分布。

遥感技术可以提供多光谱或高光谱图像,利用这些图像可以获取植被水分信息。

首先,遥感图像可以通过对不同波段的光反射率进行分析来估计植被水分含量。

植物叶子中的水分会影响光的吸收和散射过程,因此可以通过检测不同波段的光反射率差异来推断植物的水分状态。

例如,在近红外(NIR)波段和红光(R)波段之间的差异可以用来估计植被的水分含量。

其次,遥感技术还可以通过计算植被指数来提取植被水分信息。

植被指数是一种通过比较植物叶片对不同波段的反射率来评估植物水分状况的指标。

其中最常见的指数是归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和叶绿素指数(Chlorophyll Index, CI)。

这些指数的计算公式中包含了红光和近红外波段,根据它们的数值可以判断植物的水分含量。

第二部分:植被水分监测除了植被水分测绘,遥感技术还可以用于植被水分的长期监测。

通过获取多个时间点的遥感图像,我们可以进行时间序列分析来了解植被的水分变化趋势。

首先,时间序列分析可以帮助我们观察植物在不同季节或阶段的水分变化。

通过对多个时间点的遥感图像进行比较,可以发现植物在干旱季节水分含量下降,而在雨季水分含量增加。

这些变化可以帮助我们更好地了解植物对水分的响应机制。

其次,时间序列分析可以揭示植物水分变化的周期性。

例如,通过对多年的遥感数据进行分析,我们可以发现一些植物在年度或长期尺度上的水分变化规律。

这对于植物生长与调控、农业灌溉策略的制定等方面都具有重要意义。

河道生态修复中的植被恢复与保护

河道生态修复中的植被恢复与保护

河道生态修复中的植被恢复与保护植被在河道生态修复中扮演着重要的角色。

它不仅能够固定土壤,防止水土流失,还能净化水质、改善水环境、提供栖息地等。

因此,植被的恢复与保护是河道生态修复工作的重要环节之一。

本文将从植被的重要性、植被恢复手段和植被保护措施三个方面来论述河道生态修复中植被的重要作用。

一、植被的重要性植被在河道生态修复中具有多重重要功能。

首先,植被能够稳定土壤,防止水土流失。

河道周边的植被能够将土壤牢固地连接在一起,避免水流冲刷,起到固土保持的作用。

此外,植被的根系还能够增加土壤的孔隙度和固结度,提高土壤的抗冲性和抗渗性。

其次,植被还能够净化水质、改善水环境。

河道植被通过吸收水中的营养物质和有机物,减少水中的氮、磷等有害物质含量;通过根系的作用,能够吸附重金属离子、有机污染物等有害物质,使其沉积于植被根际,从而净化水质。

同时,植被能够降低水温、增加水体氧含量,改善水环境。

最后,植被为河道提供了独特的生态功能。

丰富的植被能够提供栖息地和食物来源,吸引和滋养各种生物种群。

它为鱼类、鸟类、昆虫等提供了繁衍和栖息的场所,维持了河道生态系统的平衡。

二、植被恢复手段在河道生态修复中,植被恢复是至关重要的一环。

目前常见的植被恢复手段有人工植被恢复和自然植被恢复。

人工植被恢复主要包括直接播种、草坪铺设和引种栽培等方法。

直接播种是将草/花的种子直接撒播到河岸或河滩上,然后通过适当的管理措施促进其生长;草坪铺设则是利用植被块等材料直接铺设在河岸或河滩上,起到快速覆盖和固定土壤的作用;引种栽培则是通过人工引种适宜的植物种类,以加速植被恢复的速度和效果。

自然植被恢复则是通过保护和恢复现有的自然植被来实现河道生态修复的目标。

它主要包括限制破坏性人为干扰、恢复濒危植物和建立保护区等措施。

这种方式更加注重对自然植被的保护和利用,避免人为干扰对植被生态系统的破坏。

三、植被保护措施植被保护是河道生态修复过程中的一项重要工作。

遥感在生态修复中的应用

遥感在生态修复中的应用

遥感在生态修复中的应用
随着经济的快速发展和人口的不断增加,生态环境面临的压力越来越大。

为了保护和修复生态环境,科学家们不断探索新的方法和技术。

遥感技术作为一种非常有效的手段,被广泛应用于生态修复领域。

遥感技术可以通过无需接触地获取大量的地球表面信息,包括地形、植被、土壤等,以及环境变化的时间序列数据。

这些数据为生态修复提供了重要的参考和支撑。

在生态修复中,遥感技术可以用于以下几个方面:
1.植被监测。

遥感技术可以实现对植被覆盖度、生长状况、类型等进行定量化监测。

通过对遥感图像进行分析和比较,可以实现对不同区域植被覆盖度和生长状况的比较,以及对植被变化的监测。

2.土壤监测。

遥感技术可以实现对土壤质量、水分状况等进行监测。

通过对遥感图像的处理和分析,可以得到土壤类型、质量、含水量等参数,为土地管理和生态修复提供依据。

3.水资源监测。

遥感技术可以实现对地表水资源的监测。

通过遥感图像的处理和分析,可以得到水体面积、水质、水深等参数,为水资源管理和保护提供数据支持。

4.生态恢复评估。

遥感技术可以实现对生态系统的评估和监测。

通过遥感图像的处理和分析,可以得到生态系统的植被覆盖度、生长情况、生态系统的稳定性等参数,为生态修复规划和监测提供依据。

总之,遥感技术在生态修复中具有广泛的应用前景。

将遥感技术与其他技术结合使用,可以实现生态环境的全面修复和保护。

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外波段外,还增加了深蓝、黄、红边波段,并将近红外
波段细分为 2 个波段.
采用 WorldView-2 官方手册提供的模型对影像 进行辐射校正[20]. 首先将影像中每个像元的灰度值
( DN) 转换成像元在传感器处的光谱辐射值( Lλ ) .其 计算公式为:
K·q
Lλ = Δλ
( 1)
式中: K 为每个波段的绝对辐射校正因子; q 为像元
本文选用的 WorldView-2 影像日期为 2011 年 12 月 13 日,覆盖面积 297.39 km2.影像无云覆盖,质
量较好.WorldView-2 影像有 8 个 2 m 分辨率的多光
谱波段和 1 个 0.5 m 分辨率的全色波段,其传感器
除了一般高分辨率卫星影像常见的蓝、绿、红和近红
( 2)
式中: ρλ为经过大气校正的传感器处反射率; Lh为大
气影响的修正值,即各波段对应的最暗像元在传感
器处的光谱辐射值; dES 为日地天文单位距离; Esun λ 为波段 λ 的平均太阳光谱辐照度,可从官方手册获
取; θs为太阳天顶角,可从影像头文件中获取; τ 为 大气透射率,其计算公式为:
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应用生态学报
28 卷
80%,因此在研究区选取乌石岽和罗地 2 个植被健 康状况差别较大的样地,使用美国 ASD ( Analytical Spectral Devices,Inc.) 公司生产的 FieldSpec HandHeld 2 手持式地物波谱仪野外实测了不同健康状况 马尾松的高光谱数据( 图 2) .其中,罗地选取的马尾 松植株较为高大,枝叶茂密,林下植被丰富,健康状 况良好; 而乌石岽选取的样地马尾松植株矮小,林下 植被稀疏,整体生长状况较差.
τ = cosθs·π
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1. 3 植被健康判别指数的构建
1. 3. 1 判别因子的选取 根据河田盆地的最新林分
图资料,马 尾 松 在 研 究 区 中 的 植 被 面 积 比 例 超 过
图 1 试验区影像( a) 及其三维地貌特征( b) Fig.1 Image of the test area ( a) and its 3D-perspective ( b) of the Hetian Basin.
应 用 生 态 学 报 2017 年 1 月 第 28 卷 第 1 期 Chinese Journal of Applied Ecology,Jan. 2017,28( 1) : 250-256
http: / / www.cjae.net DOI: 10.13287 / j.1001-9332.201701.020
覆盖[1-3],区域生态环境得到了较大改善[4-6]. 然而, 水土流失区由于长期土壤养分和水分的缺失,以致 植被生长恢复较为困难,生态修复效果仍不稳定. 因 此,需要及时地对植被的生长状况进行监测,准确判 别长势,适时发现健康状况不良的植被. 这对于巩 固 水土流失治理成效具有重要的现实意义.
小范围的植被健康调查主要通过人工来完成, 而大面积的植被健康度调查,目前只能借助遥感对
Key words: ecology; remote sensing; vegetation health index ( VHI) ; principal component analysis; Hetian Basin.
福建省长汀县是我国南方典型红壤水土流失 区,自 20 世纪 80 年代至今,通过近 35 年的努力,水 土流失治理取得了显著成效,大量裸露土壤被植被
1 研究地区与研究方法
1. 1 研究区概况 本研究以福建省长汀县水土流失最严重、植被
变化最显著的河田盆地为试验区. 试验区中心是一 凹陷地形,四周为群山所环抱,表现为盆地地貌特征 ( 图 1) .盆地基底由花岗岩组成,岩石质脆,面蚀强 烈,风化后的土壤类型以红壤土和砂壤土为主. 由 于 长期的水土流失,致使盆地内土壤养分流失殆尽,植 被恢复比较困难,出现了不少 10 ~ 20 年只长高 1 m 多的“老头松”.由于生态修复种植的植被生长不良, 部分林地出现了“远看绿油油、近看水土流”的 现 象,变成了林下水土流失区. 这些独特现象的成因 主 要是植被恢复不健康.因此,本文将其作为试验区以 研究和判别植被的不同健康状况. 根据实地调研,该 区植被覆盖类型主要为马尾松( Pinus massoniana) 林,其 他 为 杉 木 ( Cunninghamia lanceolata ) 、毛 竹 ( Phyllostachys edulis) 、杨 梅 ( Myrica rubra) 和 油 茶 ( Camellia oleifera) 等,绝大部分为常绿树种. 1. 2 数据预处理
Abstract: This paper proposed a vegetation health index ( VHI) to rapidly monitor and assess vegetation health status in soil and water loss region based on remote sensing techniques and WorldView2 imagery. VHI was constructed by three factors,i. e.,the normalized mountain vegetation index, the nitrogen reflectance index and the reflectance of the yellow band,through the principal component transformation,in order to avoid the deviation induced by subjective method of weighted summation. The Hetian Basin of Changting County in Fujian Province,China,was taken as a test area to assess the vegetation health status in soil and water loss region using VHI. The results showed that the VHI could detect vegetation health status with a total accuracy of 91%. The vegetation of Hetian Basin in good,moderate and poor health status accounted for 10.1%,49.2% and 40.7%,respectively. The vegetation of the study area was still under an unhealthy status because the soil was poor and the growth of newly planted vegetation was not good in the soil and water loss region.
关键词 生态; 遥感; 植被健康指数; 主成分分析; 河田盆地
Remote sensing detection of vegetation health status after ecological restoration in soil and water loss region. HU Xiu-juan1,2,3 ,XU Han-qiu1,2,3 * ,GUO Yan-bin1,2,3 ,ZHANG Bo-bo1,2,3 ( 1College of Environment and Resources,Fuzhou University,Fuzhou 350116,China; 2Institute of Remote Sensing Information Engineering,Fuzhou University,Fuzhou 350116,China; 3Fujian Provincial Key Laboratory of Remote Sensing of Soil Erosion and Disaster Protection,Fuzhou University, Fuzhou 350116,China) .
研究表明,当植被处于不健康状态时,植物体内 的叶绿素浓度和水分含量会发生明显变化,光谱曲 线的形状特征也会随之发生改变[23]. 植物的叶色素 主要包括叶绿素、类胡萝卜素和花青素等,其含量可 以较好地体现植物叶片的生理状况. 健康有活力的 叶片叶绿素含量较高,而当植物叶片开始衰老或遭 受胁迫时,叶绿素含量降低,类胡萝卜素和花青素增 多,因此,健康状态差的叶片会发黄,甚至枯死叶片 会呈现红色或棕色[24-25]. 表现在植物的光谱曲线上 会出现以下特征: 健康植被的光谱曲线中的“绿峰” 和“红谷”更加清晰,在近红外波段的反射率强; 不 健康植被的“绿峰”略降,“红谷”的谷底上升,近红 外 波 段 的 反 射 率 大 幅 降 低; 在 黄 光 波 段 处 ( 585 ~ 625 nm) ,不健康植被的反射率超过了健康植 被,说明植物松针中叶绿素含量降低、颜色枯黄,生 长状态较差( 图 2) .
本文由国家科技支撑计划项目( 2013BAC08B01-05) 和福州大学科技 发展基金项目( 2014-XY-10) 资助 The work was supported by the National Science and Technology Support Plan ( 2013BAC08B01-05) and the Science and Technology Development Foundation of Fuzhou University ( 2014-XY-10) . 2016-06-15 Received,2016-10-25 Accepted. * 通讯作者 Corresponding author. E-mail: hxu@ fzu.edu.cn
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